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空气能热泵基础知识解析

1、什么是泵?

泵:就是一种把分散物质集中,并提高其位能的装置。 例如: 水泵:就是把水集中,从低处提到高处。

2、什么是热泵?

热泵:是一种热量集中和提升的装置。 热不是物质,而是能;热的集中和提高位能必须通过载体来实现。 载热体就是制冷剂(冷媒),热泵:利用少量高品位电能作为驱动,从低温分散的热源高效吸收低品位热能并传输给高温热源,达到“泵热”的目的。

3、蒸汽压缩式热泵工作原理

热泵目前应用最普遍的是蒸汽压缩式热泵,由四部分组成,有四个过程:

1.冷媒在蒸发器内吸热后蒸发成过热蒸汽到压缩机

2.在压缩机中经绝热压缩为高温高压的气体到冷凝器;

3.在冷凝器定压(放热)冷凝为低温高压液体到节流阀;

4.液态工质经节流阀节流为低温低压液体,再进入蒸发器定压吸热。依次往复循环。

4、热泵技术

是一种把热集中并提高品位的技术,它不是能量转换的过程,所以不受能量转换效率极限100%的制约,而是遵守逆卡诺原理。比喻:好比汽车运输货,热泵是把热量运输到冷凝器的,压缩机用电驱动就好比汽车用油。

5、能效比——COP值

运输的热量与驱动热泵的电能之比,称为制热性能系数,又称为能效比(用COP来表示)。能效比COP值越大越节能。COP=Q/E

Q—运输的热量;单位:KW

E一驱动的电能;单位:KW

6、太阳能量的分布

太阳在向地球辐射能量过程中,将30%的能量留在空气中,60〜70%的能量被土壤、地球水体所吸收。这种能源比地球所有能源总和还要大几千倍。

7、热泵的分类

根据热源介质分类

热泵可分为:地源热泵、空气源热泵。

地源热泵又分为:水源热泵、土壤源热泵

8、什么是地源热泵?

运用逆卡诺循环原理用电能驱动压缩机,制冷剂到地球浅层,如土壤、地下水、地表水中吸热或放热。夏季:制冷剂在空调空间(设有空调的地方)中蒸发吸收热量然后放热给封闭环流中的低温水源。冬季:制冷剂蒸发吸收水源的热量 通过空气或水提升温度后在冷凝器中放热给空调空间。

9、土壤源热泵和水源热泵

以地下水、地表水和土壤作为热源和热汇的热泵系统称为地源热泵。

以土壤为热源和热汇的热泵系统,称为土壤源热泵。

以地下水、地表水为热源和热汇的热泵系统称为水源热泵。

10、水源热泵空调系统

主要有三部分

1、室外能量换热系统

2、水源热泵机组

3、空调末端系统

三系统间热量传递介质,水源热泵与地能之间换热介质为水,与空调末端换热介质可以是水或空气。

11、水源热泵空调系统——优势

优势之一 :以地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源

1、地球水体收集了47%的太阳辐射能量;

2、地球水体是人类每年利用能量的500倍以上;

3、地球水体是一个巨大的动态能量平衡系统。水源热泵是一种利用清洁的可再生能源的技术。

优势之二:地球水体温度

冬季:为12〜22°C,比环境空气温度高,所以循环的蒸发温度提高, 能效比也提高。

夏季:为18〜35°C,比环境空气温度低, 所以循环的冷凝温度降低, 能效比提高。

优势之三:地球水体的温度一年四季相对稳定, 地球水体温度波动的范围很小,比较恒定, 所以热泵机组运行更可靠、稳定, 也保证了系统的高效性和经济性。 而且不存在冬季除霜等难点问题。

优势之四:使用的是电能,电能是清洁的能源, 从环保方面,没有污染物和二氧化碳温室气体的排放。从节能方面,平均节约30〜40 %空调的运行费用。

以119KW为例

12、水源热泵空调系统——劣势

劣势之一 :受可利用的水源条件限制, 可用的合适水源是水源热泵应用的关键。利用方式有两种:

闭式系统:一般成本较高。

开式系统:要求必须满足一定的温度、 水量和清洁度, 能否寻找到合适的水源成为了限制条件。

劣势之二:受水层地理结构限制,在必须考虑地质的结构, 确保打井经济且能找到合适的水源, 同时还要考虑地质和土壤的条件, 保证用后尾水的回灌。

劣势之三:受投资经济性的限制,由于受地区、用户、水源条件的不同及国家能源政策、燃料价格的影响,一次性投资及运行费用会随用户的不同 而有所不同。

13、什么是空气源热泵原理?

运用逆卡诺循环原理,用电能驱动压缩机,通过压缩机做功后将制冷剂压缩成高温高压气体,高温高压气体进入冷凝器与水交换热量,在冷凝器中被冷凝成高压液体而放出大量热量,水吸收其放出的热量而温度不断上升,高压液体经膨胀阀节流降压后,在蒸发器中通过风扇的作用,吸收周围空气中的热量而蒸发成低温低压气体,又被吸入压缩机中压缩,如此反复循环,从而制取热水。

14、空气源热泵制作技术瓶颈有三大技术瓶颈:

1、夏季系统压力高,压缩机高压保护; 冬季系统压力低,压缩机低压保护启动困难;

2、产高温水难,特别是冬季取暖效果差;

3、冬季结霜多,化霜困难;

15、什么是空气源热泵三联机?

空气源热泵三联机就是一机三用。夏季:作为中央空调调节房间温度, 同时有免费的生活热水; 冬季:房间取暖,同时有生活热水; 春秋两季:有生活热水。

16、空气源热泵三联机工作过程

三联机组要配一个冷水箱,一个热水箱,夏天:冷水箱为7°C冷水,末端风机盘管吹冷风。同时热水箱为55°C热水,用于生活热水;冬天:热水箱为55°C热水,末端风机盘管吹风, 同时也用于生活热水;春秋两季:热水箱水加热到55°C,只用于生活热水。

17、空气源热泵三联机商机

三联机组可分家用机和商用机,家用机可用于每个家庭;热水、制冷、取暖的单位。三联机组应用地区环境温度不低于零下15°C (-15°C)的地区都好用。所以黄河流域及黄河以南市场潜力很大, 前景很好。

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